(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
トナーの正規極性と同極性の直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧が印加され、前記感光体の表面を帯電する接触帯電方式の帯電装置と、
前記帯電装置によって帯電された前記感光体に静電像を形成する静電像形成装置と、
前記静電像が形成された前記感光体にトナーを供給して、前記静電像をトナー像に現像すると同時に前記感光体に付着した転写残トナーを回収する現像装置と、
トナー像を転写媒体へ転写する転写装置と、
前記感光体の回転方向における前記転写装置による転写部の下流であり、且つ、前記帯電装置の前記感光体への接触部の上流で、前記感光体に接触し、トナーの正規極性と同極性の電圧が印加されることで転写残トナーおよび感光体の表面を正規極性に帯電するトナー帯電装置と、
前記感光体の回転方向における前記トナー帯電装置の前記感光体への接触部の下流であり、且つ、前記帯電装置の前記感光体への接触部の上流に配置され、露光することによって前記感光体の表面電位を低下させる感光体除電装置と、を備え、
前記感光体除電装置によって除電された前記感光体表面の電位Ｖｓはトナーの正規極性と同極であり、前記帯電装置に印加される直流電圧の電位をＶｄｃとするとき、
０Ｖ≠｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｃ｜
であり、且つ前記トナー帯電装置によって帯電された後かつ前記感光体除電装置によって除電される前の前記感光体表面の電位の絶対値は前記Ｖｄｃの絶対値以上であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写部の下流側にトナー帯電装置を配置して現像同時クリーニングを行う画像形成装置、詳しくは像担持体に連れ回る転写残トナーが帯電部材に付着しにくくなる構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に接触させた帯電部材に交流電圧を直流電圧に重畳した帯電電圧を印加することにより、像担持体の表面を直流電圧の電位まで帯電させる接触帯電方式の画像形成装置が広く用いられている。
【０００３】
また、記録材や中間転写体へ転写されることなく転写部を通過して像担持体上に残留した転写残トナーを現像装置へ戻して、静電像の現像に再利用する現像同時クリーニング方式の画像形成装置が実用化されている。
【０００４】
現像同時クリーニング方式の画像形成装置は、転写部と帯電部材との間で像担持体に接触するトナー帯電部材にトナー帯電電圧を印加して、像担持体の表面に付着した転写残トナーを正規極性に帯電させるトナー帯電装置を備えている。
【０００５】
特許文献１には、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を帯電ローラに印加して、像担持体の表面を直流電圧の電位に帯電させる画像形成装置が示される。
【０００６】
特許文献２には、帯電部材を用いて接触帯電を行う現像同時クリーニング方式の画像形成部を、中間転写ベルトに沿って４つ配列したタンデム型中間転写方式の画像形成装置が示される。ここでは、トナー像の転写部と帯電部材との間にトナー帯電装置を配置して、像担持体上の逆極性に帯電したトナーや帯電量が不足したトナーを、現像に使用できる正規極性に帯電させている。
【０００７】
特許文献３には、トナー像の転写部とトナー帯電装置との間にトナー均一化装置を配置した画像形成装置が示される。ここでは、トナー帯電量、帯電極性、付着密度の異なるトナー粒子を分散・除電して、トナー帯電装置によるトナーの帯電結果のばらつきを抑制している。
【０００８】
特許文献４には、非画像形成時に、帯電ローラに印加するＡＣ電圧を低下させることによって、帯電ローラに付着したトナーを像担持体に吐き出させる制御が示される。ここでは、帯電ローラにトナーが付着して帯電性能が低下すると、ＡＣ電圧を高低２段階に交互に切り替える制御によってトナーを像担持体側に戻して、帯電部材の帯電性能を回復させている。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６９号公報
【特許文献２】特開２００１−１８３９０５号公報
【特許文献３】特開２００１−２１５７９８号公報
【特許文献４】特開２００５−３１３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
帯電部材に正規極性の直流電圧を含む帯電電圧が印加されている場合、トナー帯電装置によって正規極性に帯電された転写残トナーが、電界に逆らって帯電部材に付着することは少ない。トナー帯電部材に接触して帯電した像担持体の表面電位が正規極性側で帯電部材の電位を越えないように、トナー帯電部材に印加されるトナー帯電電圧が調整されているからである。
【００１１】
しかし、像担持体と帯電部材とは加圧状態で接触しているため、正規極性に帯電された転写残トナーの一部は、分子間引力や表面親和力によって帯電部材の表面に補足されてしまう。
【００１２】
そして、画像形成枚数の累積に伴って帯電部材の表面に転写残トナーが堆積すると、帯電部材の帯電性能が損なわれて、帯電不良や帯電ムラを発生して画像品質を低下させる可能性がある。
【００１３】
特に、フルカラー写真画像のようなトナー使用量の多い画像形成では、転写残トナーも多く発生するので、トナー帯電装置によって正規極性の十分な帯電量を転写残トナーのすべてに付与することが困難になる。
【００１４】
このため、フルカラー写真画像の画像形成が連続すると、帯電部材の表面における転写残トナーの堆積が急速に進行して、像担持体の帯電ムラや帯電不良を引き起し、かぶり画像や濃度ムラと言った画像不良が発生し易くなる。
【００１５】
そこで、特許文献４に示されるように、定期的に画像形成を中断して、像担持体と帯電部材との間に正規極性の大きな電位差を設定して、帯電部材に堆積したトナーを静電的に像担持体へ吐き出させる制御が提案された。
【００１６】
しかし、定期的に画像形成を中断するとダウンタイムが増えて画像形成装置の生産効率が低下する。
【００１７】
本発明は、転写残トナーの付着・堆積を定常的に回避して、帯電部材の帯電性能を適正に維持できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の画像形成装置は、回転可能な感光体と、トナーの正規極性と同極性の直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧が印加され、前記感光体の表面を帯電する接触帯電方式の帯電装置と、前記帯電装置によって帯電された前記感光体に静電像を形成する静電像形成装置と、前記静電像が形成された前記感光体にトナーを供給して、前記静電像をトナー像に現像すると同時に前記感光体に付着した転写残トナーを回収する現像装置と、トナー像を転写媒体へ転写する転写装置と、前記感光体の回転方向における前記転写装置による転写部の下流であり、且つ、前記帯電装置の前記感光体への接触部の上流で、前記感光体に接触し、トナーの正規極性と同極性の電圧が印加されることで転写残トナーおよび感光体の表面を正規極性に帯電するトナー帯電装置と、前記感光体の回転方向における前記トナー帯電装置の前記感光体への接触部の下流であり、且つ、前記帯電装置の前記感光体への接触部の上流に配置され、露光することによって前記感光体の表面電位を低下させる感光体除電装置と、を備えるものである。そして、前記感光体除電装置によって除電された前記感光体表面の電位Ｖｓはトナーの正規極性と同極であり、前記帯電装置に印加される直流電圧の電位をＶｄｃとするとき、０Ｖ≠｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｄｃ｜であり、且つ前記トナー帯電装置によって帯電された後かつ前記感光体除電装置によって除電される前の前記感光体表面の電位の絶対値は前記Ｖｄｃの絶対値以上である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像形成装置では、トナー帯電部材に接触して帯電された像担持体の表面を、像担持体除電装置によって除電して、帯電部材と像担持体との間に大きな電位差を確保する。これにより、トナー帯電部材に接触して帯電された転写残トナーと像担持体との静電的な引力が高まって、転写残トナーが帯電部材へ移転しにくくなる。
【００２０】
従って、像担持体と転写部材との間に過剰な電位差を設定したり、ダウンタイムを発生したりすることなく、転写残トナーの付着・堆積を定常的に回避して、帯電部材の帯電性能を適正に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、帯電部材の上流側で像担持体の表面電位を低下させる限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００２２】
従って、現像色が異なる複数の像担持体を用いるタンデム型の画像形成装置のみならず、１個の像担持体を用いる１ドラム型の画像形成装置でも実施できる。転写媒体が中間転写ベルトである場合のみならず、転写媒体が記録材である場合や、記録材搬送ベルトに担持された記録材である場合も実施できる。
【００２３】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００２４】
なお、特許文献１〜４に示される画像形成装置に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態の部材等に構成を限定する趣旨のものではない。
【００２５】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は画像形成部の構成の説明図である。
【００２６】
図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト９の直線区間に、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラー複写機である。画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、個別のプロセスカートリッジとして個別に交換が可能である。
【００２７】
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト９に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト９のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト９に順次重ねて一次転写される。
【００２８】
中間転写ベルト９に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて、二次転写部Ｔ２へ給送された記録材Ｐへ一括二次転写される。
【００２９】
二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１７で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００３０】
転写媒体の一例である中間転写ベルト９は、テンションローラ１２、駆動ローラ１３、及び対向ローラ１１に掛け渡して支持され、所定のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。
【００３１】
中間転写ベルト９は、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでの重ね合わせ誤差を減らすため、伸縮する材料は望ましくなく、樹脂系或いは、金属芯体入りのゴムベルト、樹脂＋ゴムベルトが望ましい。第１実施形態では、ＰＩ（ポリイミド）にカーボン分散し、体積抵抗を１０８Ωｃｍオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。中間転写ベルト９の厚さは８０μｍ、軸方向長さ（幅）は３２０ｍｍ、周長は９００ｍｍである。
【００３２】
レジストローラ１５は、不図示の記録材収納カセットから１枚ずつ分離して給送された記録材Ｐを停止状態で受け入れて待機させ、中間転写ベルト９のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り出す。
【００３３】
クリーニング装置１６は、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト９に残留した転写残トナーを除去する。
【００３４】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、付設された現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹについて説明し、他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、説明中の符号末尾のＹを、Ｍ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００３５】
図２に示すように、画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写装置５Ｙ、トナー帯電装置７Ｙを配置する。
【００３６】
（像担持体）
感光ドラム１Ｙは、回転ドラム型の像担持体としての電子写真感光体である。感光ドラム１Ｙは、外径３０ｍｍの有機光導電体（ＯＰＣ）ドラムであり、中心支軸を中心にして２００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で矢示Ｒ１方向に回転駆動されている。感光ドラム１Ｙは、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ２０μｍ）の３層を下（中心部側）から順に塗り重ねた構成をしている。
【００３７】
（帯電装置）
帯電部材として導電性の弾性ローラを用いたローラ帯電方式が帯電の安定性という点から好ましい。ローラ帯電方式では、帯電ローラを感光ドラムに圧接して回転させ、直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧を帯電ローラに印加することによって感光ドラムの表面を帯電させる。直流電圧の２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧を用いることで、交流電圧による表面電位のならし効果が発揮され、直流電圧だけを用いる場合よりも帯電電位の均一化を図ることができる。
【００３８】
帯電装置２Ｙは、帯電ローラ２１を用いて感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電する。
【００３９】
帯電ローラ２１の長手長さは３２０ｍｍであり、直径６ｍｍのステンレス丸棒を用いた芯金（支持部材）２１ａの周囲に、下層２１ｂ、中間層２１ｃ、表面層２１ｄを順次積層した三層構成である。帯電ローラ２１の外径は１４ｍｍ、ローラ抵抗は１０４Ω〜１０７Ωとしている。下層２１ｂは、帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層２１ｃは、帯電ローラ２１全体として均一な抵抗を得るための抵抗層である。
【００４０】
表面層２１ｄは、フッ素樹脂にカーボンを分散させた保護層であって、感光ドラム１Ｙにピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止する。
【００４１】
芯金２１ａの両端部は、不図示の軸受け部材によって回転自在に保持されるとともに、不図示の押し圧ばねによって感光ドラム１Ｙに向かって付勢される。これにより、帯電ローラ２１は、感光ドラム１Ｙの表面に対して所定の押圧力をもって圧接し、感光ドラム１Ｙの回転に従動して回転する。
【００４２】
電源Ｄ２は、直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した振動電圧の帯電電圧を帯電ローラ２１の芯金２１ａに印加して、回転する感光ドラム１Ｙの周面を一様な暗部電位ＶＤに帯電させる。
【００４３】
第１実施形態では、直流電圧Ｖｄｃは−７００Ｖ、交流電圧Ｖａｃは、周波数ｆ＝１２７０Ｈｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１７００Ｖの正弦波であって、暗部電位ＶＤ＝−７００Ｖである。
【００４４】
（静電像形成装置）
露光装置３Ｙは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザビームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。
【００４５】
露光装置３Ｙは、帯電装置２によって暗部電位ＶＤまで一様に帯電処理された感光ドラム１Ｙの表面に画像露光を施して、フルカラー画像におけるイエロー成分像に対応した静電像を形成する。
【００４６】
露光装置３Ｙは、不図示の半導体レーザ光源、結像露光光学系、走査露光光学系を含む。半導体レーザ光源は、不図示の画像読取装置等のホスト装置から画像形成装置１００側に送られた画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力する。走査露光光学系（レーザビームスキャナ）は、レーザビームを回転ミラーで走査して、感光ドラム１Ｙの一様に帯電処理された周面をレーザ走査露光（イメージ露光）する。
【００４７】
レーザ走査露光によって感光ドラム１のレーザ光照射領域の電位が明部電位ＶＬまで低下することで、感光ドラム１には、走査露光した画像情報に対応した静電像が形成されていく。第１実施形態では、明部電位ＶＬを−１５０Ｖとしている。
【００４８】
（現像装置）
現像装置４Ｙは、回転する現像剤担持体４４に二成分現像剤を担持させて現像部ｃへ送り込む接触現像装置（磁気ブラシ現像装置）である。
【００４９】
現像容器４１は、第１色であるイエローの非磁性トナーと磁性キャリアの混合物である二成分現像剤を収容する。現像剤攪拌部材４２、４３は、二成分現像剤を攪拌しつつ搬送して現像容器４１内を循環させて、トナーと磁性キャリアとを相互摩擦させ、それぞれ負極性と正極性とに帯電させる。
【００５０】
現像剤担持体４４は、外周面の一部を外部に露呈させて現像容器４１内に回転可能に配設されている。現像剤担持体４４は、内部に固定配置されたマグネットローラ４５の周囲で回転する。
【００５１】
現像剤規制ブレード４６は、現像剤担持体４４から所定間隙を有して設けられ、現像剤担持体４４の矢印Ｒ４方向の回転に伴って、現像剤担持体４４上に現像剤薄層を形成する。
【００５２】
現像剤担持体４４は、感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐと称する）を３５０μｍに保たせて、感光ドラム１に近接させて対向配設される。感光ドラム１と現像剤担持体４４との対向部が現像部ｃである。現像剤担持体４４は、現像部ｃにおいて感光ドラム１の進行方向とは逆方向に回転駆動され、現像剤担持体４４上の現像剤薄層は、現像部ｃにおいて感光ドラム１に接触して適度に摺擦する。
【００５３】
電源Ｄ４は、直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像剤担持体４４に印加する。第１実施形態における現像電圧は、直流電圧Ｖｄｃ（−５５０Ｖ）と交流電圧Ｖａｃ（１８００Ｖ、周波数：２５４０Ｈｚ）とを重畳した振動電圧である。
【００５４】
現像剤担持体４４に薄層担持されて現像部ｃに搬送された二成分現像剤中のトナーは、直流電圧Ｖｄｃの電界によって、感光ドラム１の静電像へ選択的に付着して静電像をトナー像に現像する。第１実施形態では、感光ドラム１の明部電位ＶＬの領域に負極性のトナーが付着して静電像が反転現像される。
【００５５】
現像部ｃを通過した現像剤担持体４４上の現像剤薄層は、引き続く現像剤担持体４４の回転に伴って現像容器４１内の現像剤溜り部に戻される。
【００５６】
現像剤攪拌部材４２の上流側壁面には、二成分現像剤の透磁率変化を検出して二成分現像剤中のトナー濃度を検知する不図示の透磁率センサが設けられ、透磁率センサの下流側にトナー補給開口４７が設けられている。現像動作を行った後に二成分現像剤が透磁率センサに運ばれてトナー濃度を検知され、トナー濃度の検知結果に応じて現像剤供給ユニット６Ｙからトナーが補給されることにより、二成分現像剤中のトナー濃度が一定に維持される。現像剤供給ユニット６Ｙは、トナー補給開口４７に配置された不図示のスクリューの回転により、トナー補給開口４７を通して非磁性トナーを補給する。
【００５７】
現像剤攪拌部材４２、４３は、現像剤担持体４４と同期して回転することにより、補給された非磁性トナーを二成分現像剤に攪拌混合しつつ、非磁性トナーに所定のトナー帯電量を与える。補給された非磁性トナーは、磁性キャリアと混ざり合って適度なトナー帯電量を付与された後に、現像剤担持体４４近傍に運ばれ、現像剤担持体４４上に担持されて薄層形成されて再び現像に供される。
【００５８】
第１実施形態における非磁性トナーは、平均粒径６μｍのネガ帯電トナーを用いた。磁性キャリアとしては、飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ３（１０００ガウス（０．１Ｔ）当たりの磁化量５６．９Ａｍ２／Ｋｇ（但し、比重３．６ｇ／ｃｍ３））の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。また、非磁性トナーと磁性キャリアを重量比６：９４で混合したものを二成分現像剤として用いた。
【００５９】
そして、感光ドラム１上に現像されたトナー像のトナー帯電量は−２５μＣ／ｇである。
【００６０】
現像装置４Ｙは、現像同時クリーニングを行う。転写部ｄを通過した感光ドラム１Ｙに付着した転写残トナーをトナー帯電装置７Ｙによって正規極性に帯電させて、次回以降の現像工程時に再利用する。静電像の現像工程時、現像剤担持体４４に印加される直流電圧Ｖｄｃと感光ドラム１Ｙの暗部電位ＶＤとの電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋによって、感光ドラム１Ｙの非画像部に付着した転写残トナーが現像装置４Ｙに回収される。
【００６１】
現像同時クリーニングによれば、転写残トナーは、現像装置４Ｙに回収されて静電像の現像に再利用されるため、回収トナーのメンテナンスに手を煩わせることが無く、回収トナー容器が無いので画像形成部ＰＹの小型化にも有利である。
【００６２】
（転写部）
一次転写装置５Ｙは、感光ドラム１Ｙと一次転写ローラ５１との間に中間転写ベルト９を挟み込んで、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト９との間に転写部ｄを形成する。一次転写ローラ５１は、導電性スポンジからなり、抵抗値は１０６Ω以下、外径は１６ｍｍ、長手長さは３１５ｍｍである。転写部ｄでは、中間転写ベルト９の裏側に一次転写ローラ５１を所定の押圧力をもって圧接させている。
【００６３】
一次転写ローラ５１には、画像形成部（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ：図１）ごとの電源Ｄ５を配置して、個別独立に転写電圧を印加可能である。電源Ｄ５は、一次転写ローラ５１に正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１Ｙに形成された負極性のトナー像を、転写部ｄを通過する中間転写ベルト９へ一次転写する。
【００６４】
第１実施形態では、明部電位ＶＬ（−１５０Ｖ）の領域に現像されたトナーに対する転写効率を考慮して、一次転写ローラ５１に印加される転写電圧は、１色目〜４色目まですべて＋３５０Ｖとした。
【００６５】
感光ドラム１Ｙ上の転写残トナーが現像装置４Ｙの現像同時クリーニングにて除去・回収されるには、帯電部ｄを通過して現像部ｃに搬送される転写残トナーが正規極性の適正な帯電量に帯電している必要がある。帯電極性が反転した反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては、感光ドラム１Ｙ上から現像装置４Ｙに除去・回収できず、記録材に転写されて不良画像の原因となってしまう。
【００６６】
そこで、第１実施形態では、帯電部ｄと帯電装置２Ｙとの間にトナー帯電装置７Ｙを設けて、帯電極性が反転した反転トナーや帯電量が適切でないトナーを正規極性の適正な帯電量に帯電させている。
【００６７】
（トナー帯電装置）
図３はトナー帯電後露光を行わない場合の帯電ローラにおけるトナー汚染の説明図である。
【００６８】
トナー帯電装置７Ｙは、転写部ｄと帯電ローラ２１との間で感光ドラム１Ｙに接触するトナー帯電部材７１にトナー帯電電圧を印加して、感光ドラム１Ｙの表面に付着した転写残トナーを帯電させる。
【００６９】
ドラムクリーニング装置が配置されるべき場所にトナー帯電装置７Ｙが配置されて、トナー帯電部材７１を感光ドラム１に摺擦させている。第１実施形態では、トナー帯電部材７１は、導電性の繊維からなるブラシ部材の毛先を感光ドラム１に当接させた状態で軸方向に長い電極板７２に取り付けられている。電極板７２は、プロセスカートリッジのフレーム２２に固定されている。
【００７０】
トナー帯電部材７１のブラシ部材は、レーヨン、アクリル、ポリエステル等の繊維にカーボンや金属粉を含ませて抵抗値を制御してある。ブラシ部材は、感光ドラム１Ｙの表面及び転写残トナーに均一に接触できるように、太さとしては３０デニール以下、植毛密度としては１５５０〜７７５００本／ｃｍ２（７５００〜５０万本／ｉｎｃｈ２）以上が好ましい。
【００７１】
第１実施形態では、トナー帯電部材７１のブラシ部は、繊維径が６デニール相当、植毛密度が１５５００本／ｃｍ２（１０万本／ｉｎｃｈ２
）、毛体長さ５ｍｍで、ブラシの抵抗は６×１０３Ω・ｃｍとした。
【００７２】
トナー帯電部材７１は、ブラシ部が感光ドラム１Ｙの表面に対して侵入量１ｍｍとなるように感光ドラム１Ｙに当接させ、感光ドラム１Ｙとの当接ニップ部幅は５ｍｍとした。
【００７３】
なお、第１実施形態では、フレーム２２内のスペースの制約から、トナー帯電装置７Ｙを１段しか搭載していない。しかし、トナー帯電装置７Ｙは、感光ドラム１Ｙの回転方向に２段、３段、・・と多段に配置したほうが、転写残トナーに正規極性の適正範囲の電荷を付与する点において有利である。このため、トナー帯電装置７Ｙは、フレーム２２内に多段に配置してもよい。
【００７４】
電源Ｄ７は、トナー帯電部材７１に−９００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１Ｙの表面に付着した転写残トナーを正規極性に帯電させる。
【００７５】
図２を参照して図３に示すように、帯電ローラ２１に対向する帯電部ａにて−７００Ｖに帯電され、露光部ｂで露光を受けなかった感光ドラム１Ｙの表面は、現像部ｃ、転写部ｄを経て−２００Ｖまで電位が低下している。
【００７６】
そして、−２００Ｖまで低下した感光ドラム１の表面に付着した転写残トナーは、トナー帯電部ｅに搬送されて、−９００Ｖの電圧を印加されたトナー帯電部材７１に接触して、正規極性の負極性に帯電する。
【００７７】
トナー帯電部材７１に−９００Ｖの直流電圧を印加した場合、−２００Ｖに帯電した感光ドラム１Ｙの表面とトナー帯電部材７１との間で７００Ｖの電位差による放電が発生する。そして、感光ドラム１Ｙの表面からトナー帯電部材７１へ向かって電流が流れる放電によって、トナー帯電部ｅを通過している転写残トナーが電子注入されて負極性に帯電される。
【００７８】
従って、トナー帯電部材７１に印加する負極性の電圧を高くすればするほど、−２００Ｖに帯電した感光ドラム１Ｙの表面との間の電位差が高まって放電量は多くなり、転写残トナーを効率的に帯電できる。
【００７９】
しかし、トナー転写部ｅを通過する過程で、感光ドラム１Ｙの表面もまた、トナー帯電部材７１から電子注入を受けて負極性に帯電する。その結果、帯電部ａにおいて、帯電ローラ２１と感光ドラム１Ｙとの間の電位差が不足してしまい、感光ドラム１Ｙから帯電ローラ２１へ転写残トナーが移転することを十分に阻止できなくなる。
【００８０】
感光ドラム１Ｙの表面電位が帯電ローラ２１の表面電位よりも相対的に正極性側へ高いほど、負極性に帯電した転写残トナーを感光ドラム１Ｙの表面に押し止める効果が高いからである。感光ドラム１Ｙの表面電位が帯電ローラ２１の表面電位よりも相対的に負極性側へ高いほど、負極性に帯電した転写残トナーが感光ドラム１Ｙの表面から帯電ローラ２１の表面へ移転し易くなるからである。そして、帯電部ａに到達する感光ドラム１Ｙの表面電位が−７００Ｖよりも負極性側に高くなると、感光ドラム１Ｙに付着して負極性に帯電した転写残トナーは、帯電ローラ２１へ静電的に移転してしまうからである。
【００８１】
画像形成部ＰＹでは、実測結果によれば、トナー帯電部材７１に印加する電圧が−９００Ｖのとき、トナー帯電部ｅを通過した感光ドラム１Ｙの表面は−６００Ｖにまで帯電されてしまう。
【００８２】
従って、このままの状態で感光ドラム１Ｙの表面が転写部ａに到達して、−７００Ｖの直流電圧Ｖｄｃを印加された転写ローラ２１に接すると、転写残トナーを感光ドラム１Ｙの表面に押し止める電位差は１００Ｖしか確保できない。従って、感光ドラム１Ｙに付着した転写残トナーが転写部ａで帯電ローラ２１に転移し易くなる。転写残トナーが帯電ローラ２１に付着して堆積して表面に絶縁層を形成すると、帯電不良や帯電ムラを引き起し易くなる。
【００８３】
ここで、トナー帯電部材７１に印加する直流電圧を下げれば、トナー帯電部ｅを通過した感光ドラム１Ｙの表面の帯電電位が低下して、負極性に帯電した転写残トナーを感光ドラム１Ｙの表面に止める電位差を十分に確保できる。
【００８４】
しかし、トナー帯電部材７１に印加する直流電圧を下げると、肝心のトナー転写部ｅを通過する過程で転写残トナーを十分な正規極性の帯電量まで帯電できなくなる。その結果、極性反転したトナーや帯電量が不足したトナーが感光ドラム１Ｙに連れ回って、負極性の直流電圧が印加された帯電ローラ２１に付着するようになり、帯電不良や帯電ムラの発生時期は逆に早まってしまう。極性反転したトナーや帯電量が不足したトナーは、現像装置４Ｙで回収・再利用されないため、記録材に転写されて汚れや色ムラを引き起し、画像品質を低下させてしまう。
【００８５】
従って、トナー帯電部材７１に印加する電圧は、−９００Ｖ以上としたいところであるが、−９００Ｖ以上をトナー帯電部材７１に印加することはクリーナレスシステムにおいては、好ましくない。そして、−９００Ｖでさえも帯電ローラ２１と感光ドラム１Ｙとの表面電位差が不足しているため、転写残トナーが帯電ローラ２１に付着し易くなっている。
【００８６】
そこで、第１実施形態では、トナー帯電部材７１と転写ローラ２１との間に像担持体除電装置１０を配置して感光ドラム１Ｙを非接触にて除電している。トナー帯電後露光器１０１を用いた露光によって感光ドラム１Ｙの感光層に電荷キャリアを発生させて表面電位を接地電位に放電させている。これにより、トナー帯電部材７１に高い電圧を印加して転写残トナーを効率的に正規極性に帯電するとともに、帯電部ａでは、感光ドラム１Ｙに転写残トナーを押し止めて帯電ローラ２１への移転を阻止できる十分な電位差を確保している。
【００８７】
（像担持体除電装置、帯電前露光装置）
図４はトナー帯電後露光の実験結果の説明図、図５はトナー帯電後露光を行った場合の帯電ローラにおけるトナー汚染の説明図である。
【００８８】
図２に示すように、トナー帯電装置７Ｙと帯電装置２Ｙとの間に、非接触の像担持体除電装置としてトナー帯電後露光器１０１が設置されている。非接触の像担持体除電装置は帯電前露光装置には限らずコロナ放電器でもよい。
【００８９】
トナー帯電後露光器１０１は、感光ドラム１Ｙの軸方向に沿って多数の発光素子を線状に一列に並べたＬＥＤアレイにより構成され、多数の発光ダイオードを感光ドラム１Ｙに向けた状態にて支持部材１０２に固定されている。
【００９０】
トナー帯電後露光器１０１は、多数の発光ダイオードをオンオフ制御することで、感光ドラム１Ｙ上に光を照射して前回の静電像を消去する従来のクリーニング前露光装置に使われていたものと同じものである。
【００９１】
トナー帯電後露光器１０１のＬＥＤアレイから発光される光の波長は、ドラムの分光感度を基に７８０ｎｍのものを使用しているが、使用する感光ドラムの感度に合わせて様々な発光波長の素子を利用できる。
【００９２】
図２を参照して図４に示すように、トナー帯電部材７１を用いて帯電させた感光ドラム１Ｙの表面をトナー帯電後露光器１０１で露光して、トナー帯電後露光器１０１の出力光量と感光ドラム１Ｙの表面電位との関係を調べた。一次転写ローラ５１及び帯電ローラ２１をフロート状態に保って、電源Ｄ７からトナー帯電部材７１に出力させる電圧を変化させて、感光ドラム１Ｙの表面を−９００Ｖ、−７００Ｖ、−５００Ｖの三段階に帯電させた。各帯電段階において、トナー帯電後露光器１０１の出力光量を０．１〜０．５μＪ／ｃｍ２に異ならせて感光ドラム１Ｙの表面電位を測定した。
【００９３】
これにより、トナー帯電後露光器１０１の露光量を０．２μＪ／ｃｍ２に設定すれば、トナー帯電装置７Ｙによって６００Ｖに帯電された感光ドラム１Ｙの表面電位を３００Ｖ以下に下げられることが判明した。転写残トナーを感光ドラム１Ｙの表面に押し止める電位差をＶｄｃ−Ｖｓ＝７００Ｖ−３００Ｖ＝４００Ｖ確保して、感光ドラム１Ｙに付着した転写残トナーが帯電部ａで帯電ローラ２１に転移することを阻止できることが判明した。
【００９４】
図２を参照して図５に示すように、トナー帯電部材７１に接触してトナー帯電部ｅを通過した感光ドラム１Ｙの表面電位−６００Ｖは、トナー帯電後露光器１０１の露光によって一度キャンセルされる。そして、露光量０．２μＪ／ｃｍ２を設定したトナー帯電後露光器１０１を通過した感光ドラム１Ｙの表面電位は、実際にはほぼ−２００Ｖに収束していた。
【００９５】
従って、帯電ローラ２１の表面電位−７００Ｖとの間に十分な電位差５００Ｖを確保できるため、感光ドラム１Ｙの表面に付着して負極性に帯電した転写残トナーの移転を阻止して、帯電ローラ２１のトナー汚染を減らせる。
【００９６】
また、プロセススピードの高速化やトナー使用量の多いフルカラー画像の画像形成に対応して、転写残トナーが多くなる場合も、トナー帯電部材７１に印加する直流電圧を−９００Ｖ以上に高めて対処できる。
【００９７】
＜実施例１＞
トナー帯電後露光器１０１の出力光量を調整してトナー帯電後露光器１０１通過後の感光ドラム１Ｙの表面電位を変化させ、各条件下で１０万枚の連続画像形成を行って画像評価した。評価結果を表１に示す。
【００９８】
【表１】
0005354925.tif 000002
【００９９】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−８００Ｖ〜−４００Ｖの場合は、帯電ローラ２１にトナーが付着堆積して帯電不良に起因する画像不良が発生する。
【０１００】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−３００Ｖ〜−１００Ｖの場合は、帯電ローラ２１へのトナーの付着堆積が阻止されて画像不良が発生しない。
【０１０１】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが０Ｖの場合は、露光量が過剰になって、帯電部ａを通過した後の感光ドラム１Ｙの表面電位の暗減衰が深刻となり、帯電不良に起因する画像不良が発生する。
【０１０２】
トナー帯電後露光器１０１を配置して帯電部ａに到達する感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓを制御することによって、第１実施形態のクリーナレスシステムは実現している。
【０１０３】
帯電ローラ２１に印加される直流電圧Ｖｄｃが−７００Ｖで、トナー帯電部材１０１に印加される直流電圧が−９００Ｖのとき、図４に示すように、トナー帯電後露光器１０１の露光量は、０．２μＪ／ｃｍ２に設定される。これにより、帯電部ａに到達する感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−３００Ｖ以下に誘導されて、帯電ローラ２１のトナー汚染による画像不良を阻止できる。−３０〜−５０μＣ／ｇのトナー帯電量を付与した転写残トナーに対して帯電ローラ２１と感光ドラム１Ｙとの表面電位差が作用する静電的な力が、帯電ローラ２１からの物理的な付着力や親和力を上回るからである。
【０１０４】
トナー帯電後露光器１０１による露光量が過剰になると、露光によって感光層に発生した電荷キャリアが消滅する以前に帯電部ａを通過してしまう。このため、−７００Ｖに帯電された感光ドラム１Ｙの表面電位が帯電部ａを通過後に−６８０Ｖまで低下して、現像部ｃで所定のかぶり取り電圧Ｖｂａｃｋを確保できなくなり、白画像部にトナーが付着するかぶりが発生して画像不良となる。
【０１０５】
第１実施形態では、帯電ローラ２１の表面電位と帯電部ａ直前のドラム電位（Ｖｓ）の差を広げることが重要であり、トナー帯電部材７１による帯電ムラを均すことや、前回の静電像を消去することは考えていない。
【０１０６】
従って、トナー帯電後露光器１０１による感光ドラム１Ｙの露光量は、帯電ローラ２１のトナー汚染を食い止められる最小限の値に設定している。
【０１０７】
トナー帯電後露光器１０１の露光後に残った感光ドラム１Ｙの電位ムラは、帯電ローラ２１に印加される交流電圧のピーク間電圧Ｖｐｐ＝１７００Ｖを高めることで解消される。トナー帯電後露光器１０１による感光ドラム１Ｙの露光量を最小限に止めることで、今後のプロセススピードの高速化にも十分に対処できるクリーナレスシステムを実現できる。
【０１０８】
＜実施例２＞
プロセススピードを実施例１の２００ｍｍ／ｓｅｃから３００ｍｍ／ｓｅｃに引き上げて実施例１と同様な実験と画像評価とを行った。評価結果を表２に示す。
【０１０９】
【表２】
0005354925.tif 000003
【０１１０】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−８００Ｖ〜−４００Ｖの場合は、帯電ローラ２１にトナーが付着堆積して帯電不良に起因する画像不良が発生する。
【０１１１】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−３００Ｖ〜−２００Ｖの場合は、帯電ローラ２１へのトナーの付着堆積が阻止されて画像不良が発生しない。
【０１１２】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−１００Ｖ〜０Ｖの場合は、露光量が過剰になって、帯電部ａを通過した後の感光ドラム１Ｙの表面電位の暗減衰が深刻となり、帯電不良に起因する画像不良が発生する。
【０１１３】
帯電電圧に含まれる直流電圧をＶｄｃとし、トナー帯電部材７１を通過した前記像担持体の表面電位をＶｃとするとき、｜Ｖｃ｜＜｜Ｖｄｃ｜である。
【０１１４】
帯電ローラ２１に到達する感光ドラム１Ｙの表面電位をＶｓとするとき、２００Ｖ≦｜Ｖｓ｜≦３００Ｖでもある。
【０１１５】
すなわち、プロセススピードを実施例１の２００ｍｍ／ｓｅｃから３００ｍｍ／ｓｅｃに引き上げたため、トナー帯電後露光器１０１による露光量が帯電部ａを通過した感光ドラム１Ｙの表面電位を低下させ易くなっている。
【０１１６】
このため、実施例１では画像不良が発生しなかった感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−１００Ｖの場合でも白画像部にトナーが付着するかぶりが発生して画像不良となる。露光によって感光層に形成されたキャリアが十分に解消される以前に感光ドラム１Ｙが帯電部ａを通過して、帯電部ａを通過した後に感光ドラム１Ｙの表面電位を低下させるからである。
【０１１７】
プロセススピードが３００ｍｍ／ｓｅｃという高いプロセススピードを用いる場合、転写残トナーがトナー帯電部材７１を通過する時間が短くなって、トナー帯電部材７１が転写残トナーを十分に帯電できなくなる。このため、トナー帯電部材７１に印加する直流電圧を−９００Ｖよりも高く設定しないと、転写残トナーが帯電ローラ２１に付着堆積して上述した種々の画像不良を引き起す。
【０１１８】
また、トナー使用量が多いフルカラー画像の場合、転写残トナーの総量が増えるため、トナー帯電部材７１に印加する直流電圧を−９００Ｖよりも高く設定しないと、転写残トナーが帯電ローラ２１に付着堆積して上述した種々の画像不良を引き起す。
【０１１９】
そこで、帯電ローラ２１に印加する直流電圧を−７００Ｖとし、転写残トナーに正規極性の適正な帯電量−３０〜−５０μＣ／ｇを付与するために、トナー帯電部材７１に−１５００Ｖを印加する場合を考える。
【０１２０】
このとき、トナー帯電部材７１を通過した感光ドラム１Ｙの表面電位は、−９００Ｖ程度になるので、トナー帯電後露光器１０１による露光量を０．３μＪ／ｃｍ２に高める必要がある。これにより、帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位が−３００Ｖとなって、帯電ローラ２１のトナー汚染による画像不良を防止できる。
【０１２１】
これは、トナー帯電部材７１と帯電ローラ２１との間にトナー帯電後露光器１０１を配置することで、初めて達成できる。
【０１２２】
＜第２実施形態＞
図６は第２実施形態における画像形成部の構成の説明図、図７は第２実施形態におけるトナー帯電後露光の実験結果の説明図である。
【０１２３】
第２実施形態では、図１に示す画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫが、図６に示すように構成される。ここでもイエローの画像形成部ＰＹにて説明を行い、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、符号末尾のＹをＭ、Ｃ、Ｋに読み替えて理解されるものとする。また、図６中、第１実施形態と共通する構成には、図２と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１２４】
（トナー帯電前除電装置）
図６に示すように、画像形成部ＰＹは、転写部ｄとトナー帯電部材７１との間にトナー帯電前除電部材（トナー除電部材）８１を配置している。
【０１２５】
トナー除電装置８Ｙは、転写部ｄとトナー帯電部ｅとの間で感光ドラム１Ｙに接触するトナー帯電前除電部材８１に正規極性と反対極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１Ｙの表面に付着した転写残トナーを除電する。
【０１２６】
トナー帯電前除電部材８１は、導電性の繊維からなるブラシ部材を感光ドラム１Ｙに摺擦させ、ブラシ部材の毛先を感光ドラム１に当接させた状態で軸方向に長い電極板８２に取り付けられている。電極板８２は、プロセスカートリッジのフレーム２２に固定してある。
【０１２７】
トナー帯電前除電部材８１のブラシ部材は、レーヨン、アクリル、ポリエステル等の繊維にカーボンや金属粉を含ませて抵抗値を制御してある。ブラシ部材は、繊維径が６デニール相当、植毛密度が１５５００本／ｃｍ２、毛体長さ５ｍｍで、ブラシの抵抗は６×１０３  Ω・ｃｍとした。
【０１２８】
トナー帯電前除電部材８１は、感光ドラム１Ｙの表面に対して侵入量１ｍｍとなるように感光ドラム１Ｙに当接させ、感光ドラム１Ｙとの当接ニップ部幅は５ｍｍとした。
【０１２９】
第２実施形態では、トナー帯電装置７Ｙの上流にトナー帯電前除電装置８Ｙを配置して二段構成としたので、転写残トナーに正規極性の適正範囲の帯電量を付与する点において第１実施形態よりも有利である。
【０１３０】
電源Ｄ７は、トナー帯電部材７１に−８５０Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１Ｙの表面に付着した転写残トナーを正規極性に帯電させる。
【０１３１】
電源Ｄ８は、トナー帯電部材８１に＋５００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１Ｙの表面に付着した転写残トナーを除電させる。
【０１３２】
これにより、転写残トナーに正規極性の適正な帯電量−３０〜−５０μＣ／ｇを付与しつつ、トナー帯電前除電部材８１を通過した感光ドラム１Ｙの表面電位は−４００Ｖに抑制される。つまり、トナー帯電後露光器１０１の露光が無い場合、第１実施形態の−６００Ｖ（図３参照）よりも低い−４００Ｖの表面電位Ｖｓで、感光ドラム１Ｙが帯電部ａに到達する。
【０１３３】
図６を参照して図７に示すように、トナー帯電部材７１及びトナー帯電前除電部材８１を用いて帯電させた感光ドラム１Ｙの表面をトナー帯電後露光器１０１で露光して、トナー帯電後露光器１０１の出力光量と感光ドラム１Ｙの表面電位との関係を調べた。感光ドラム１Ｙの表面電位は、電源Ｄ７の出力を調整して、−７００Ｖ、−５００Ｖ、−３００Ｖの三段階に帯電させた。
【０１３４】
これにより、トナー帯電後露光器１０１の出力を０．１μＪ／ｃｍ２に設定すれば、トナー帯電部材７１に接触して−４００Ｖに帯電した感光ドラム１Ｙの表面電位を３００Ｖに下げられることが判明した。転写残トナーを感光ドラム１Ｙの表面に押し止める電位差を７００−３００＝４００Ｖ確保して、感光ドラム１Ｙに付着した転写残トナーが転写部ａで帯電ローラ２１に転移することを阻止できることが判明した。
【０１３５】
＜実施例３＞
トナー帯電後露光器１０１の出力光量を調整してトナー帯電後露光器１０１通過後の感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓを変化させ、各条件下で１０万枚の連続画像形成を行って画像評価した。評価結果を表３に示す。プロセススピードは、３００ｍｍ／ｓｅｃである。
【０１３６】
【表３】
0005354925.tif 000004
【０１３７】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−８００Ｖ〜−４００Ｖの場合は、帯電ローラ２１にトナーが付着堆積して帯電不良に起因する画像不良が発生する。
【０１３８】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが−３００Ｖ〜−１００Ｖの場合は、帯電ローラ２１へのトナーの付着堆積が阻止されて画像不良が発生しない。
【０１３９】
帯電部ａに到達した感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓが０Ｖの場合は、露光量が過剰になって、帯電部ａを通過した後の感光ドラム１Ｙの表面電位の暗減衰が深刻となり、帯電不良に起因する画像不良が発生する。
【０１４０】
すなわち、トナー帯電装置７Ｙ、トナー帯電前除電装置８Ｙを二段に配置して帯電部ａに到達する感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓを−４００Ｖに抑制したので、トナー帯電後露光器１０１の露光量は０．１μＪ／ｃｍ２あれば十分である。第２実施形態では、第１実施形態よりも少ないトナー帯電後露光器１０１の露光量にて、帯電部ａに到達する感光ドラム１Ｙの表面電位Ｖｓを−３００Ｖに下げて帯電ローラ２１のトナー汚染による画像不良を阻止できる。
【０１４１】
そして、トナー帯電後露光器１０１の露光量を０．１μＪ／ｃｍ２に設定したことにより、帯電部ａを通過した後の感光ドラム１Ｙの表面電位の暗減衰の影響は第１実施形態よりも軽減されている。
【０１４２】
このため、プロセススピードが実施例２と等しい３００ｍｍ／ｓｅｃにもかかわらず、実施例２で画像不良が発生した感光ドラム１Ｙの表面電位が−１００Ｖの場合でも画像不良が発生しなかった。
【０１４３】
トナー帯電後露光器１０１の露光量が少ないため、３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードでも、感光ドラム１Ｙが帯電部ａを通過するまでに、露光によって感光ドラム１Ｙの感光層に形成されたキャリアが十分に解消されるからである。
【０１４４】
従って、第２実施形態は、第１実施形態よりも帯電ローラ２１と感光ドラム１Ｙの表面電位差が広い系になり、プロセススピードを上げることに第１実施形態よりも対応し易くなっている。
【０１４５】
第２実施形態は、上流側のトナー帯電前除電部材８１を用いて感光ドラム１Ｙの表面電位を正極性側にシフトさせるため、下流側のトナー帯電部材７１に印加する負極性の電圧が低くても十分な放電電流を発生して転写残トナーを効率良く正規極性に帯電できる。このため、第１実施形態よりもトナー帯電部材７１に印加する負極性の電圧を高める余地が大きく、転写残トナーに対する帯電性能を上げることが容易である。
【０１４６】
＜実施形態の効果＞
第１実施形態では、転写部ｄの下流にトナー帯電部材７１を配置して転写残トナーを正規極性に帯電させて、現像装置４Ｙに回収して再利用する。しかし、転写残トナーを正規極性に帯電させるためにトナー帯電部材７１に印加される直流電圧は、同時にトナー帯電部ｅを通過する感光ドラム１Ｙの表面電位も変化させる。このことは、帯電ローラ２１と感光ドラム１Ｙとの表面電位差を減少させて、帯電ローラ２１のトナー汚染の原因になっている。
【０１４７】
現像装置４Ｙにて現像同時クリーニングを行う画像形成部ＰＹでは、トナー帯電部材７１が、転写残トナーの帯電量を、現像剤担持体４４に担持されたトナーとほぼ等しい水準にまで高めている。このため、帯電部ａでは、感光ドラム１Ｙに搬送される転写残トナーには、物理的な力と電気的な力とが働く。帯電ローラ２１と感光ドラム１Ｙの表面電位差が小さい場合、電気的な力が弱くなって、転写残トナーが物理的な力によって帯電ローラ２１表面側についてしまう。
【０１４８】
転写残トナーは、感光ドラム１Ｙに何層かになって付着しており、内側の転写残トナーは鏡映力で感光ドラム１Ｙにしっかりついているが、外側の転写残トナーは、帯電ローラ２１から接触力が働いて移動してしまう。このような理由から、帯電ローラ２１のトナー汚染は抑えることが難しい。
【０１４９】
しかし、近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率な画像の連続印字動作や、カラー化に伴う感光体への多重現像方式が行われている。このため、一度に大量の転写残トナーが発生して帯電ローラ２１のトナー汚染が更に助長される。
【０１５０】
また、近年は、画像形成装置に高い生産性が要求されてプロセススピード（ドラム回転速度等）が高くなり、発生した転写残トナーがトナー帯電装置７Ｙを通過する時間が少なくなっている。このため、反転トナーや帯電量の少ないトナーがトナー帯電装置７Ｙを通過している間にトナーを正規極性の適正な帯電量まで帯電させることが困難になり、トナー帯電部材７１に印加する直流電圧が高められる傾向にある。
【０１５１】
また、コピー出力の高速化に伴い、ダウンタイムレスであることも求められている。従来、プロセススピード１３０ｍｍ／ｓｅｃ、毎分３０枚処理の画像形成装置で画像比率５％の画像を連続画像形成すると、１００枚の画像形成に１回の割合でトナーの吐き出し制御が入ってダウンタイムが発生する。そして、画像比率の高い画像の連続画像形成では５０枚の画像形成に１回の割合でトナーの吐き出し制御が入ってダウンタイムが発生する。
【０１５２】
従って、コピー出力の高速化やカラー化に対応した帯電ローラ２１のトナー汚染をダウンタイムレスで防ぐことが必要不可欠である。
【０１５３】
これに対して、第１実施形態の画像形成装置によれば、コピー出力の高速化やカラー化に対応し、帯電ローラ２１のトナー汚染を減らすことができる。トナー帯電部材７１と帯電ローラ２１との間にトナー帯電後露光器１０１を配置して、帯電ローラ２１と感光ドラム１Ｙの表面電位差を十分に確保して帯電ローラ２１のトナー汚染を減らすことができる。そして、高印字高画質及び、生産性の高い製品においても安定した品質画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成部の構成の説明図である。
【図３】トナー帯電後露光を行わない場合の帯電ローラにおけるトナー汚染の説明図である。
【図４】トナー帯電後露光の実験結果の説明図である。
【図５】トナー帯電後露光を行った場合の帯電ローラにおけるトナー汚染の説明図である。
【図６】第２実施形態における画像形成部の構成の説明図である。
【図７】第２実施形態におけるトナー帯電後露光の実験結果の説明図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１Ｙ  像担持体（感光ドラム）
２Ｙ  帯電装置
３Ｙ  静電像形成装置（露光装置）
４Ｙ  現像装置
７Ｙ  トナー帯電装置
８Ｙ  トナー帯電前除電装置
９  転写媒体（中間転写ベルト）
１０  像担持体除電装置
２１  帯電部材（帯電ローラ）
７１  トナー帯電部材
８１  トナー帯電前除電部材
１００  画像形成装置
１０１  帯電前露光装置（トナー帯電後露光器）
【図１】
0005354925.tif 000005
【図２】
0005354925.tif 000006
【図３】
0005354925.tif 000007
【図４】
0005354925.tif 000008
【図５】
0005354925.tif 000009
【図６】
0005354925.tif 000010
【図７】
0005354925.tif 000011